Download miễn phí Đề tài Thiết kế hệ vi xử lý 8 bit
Thiết kế một hệ vi xử lý bao gồm cả việc thiết kế tổ chức phần cứng và viết phần mềm cho nền phần cứng mà ta thiết kế. Việc xem xét giữa tổ chức phần cứng và chương trình phần mềm cho một thiết kế là một vấn đề cần cân nhắc. Vì khi tổ chức phần cứng càng phức tạp, càng có nhiều chức năng hỗ trợ cho yêu cầu thiết kế thì phần mềm càng được giảm bớt và dễ dàng thực hiện nhưng lại đẩy cao giá thành chi phí cho phần cứng, cũng như chi phí bảo trì. Ngược lại với một phần cứng tối thiểu lại yêu cầu một chương trình phần mềm phức tạp hơn, hoàn thiện hơn; nhưng lại cho phép bảo trì hệ thống dễ dàng hơn cũng như việc phát triển chức năng của hệ thống từ đó có thể đưa ra giá cạnh tranh được.
Từ yêu cầu và nhận định trên ta có những định hướng sơ bộ cho thiết kế như sau:
1. Chọn bộ vi xử lý:
Từ yêu cầu dùng VXL 8 bit ta dự kiến dùng các chip vi điều khiển thuộc họ MCS-51 của Intel, mà cụ thể ở đây là dùng chip 89C51 vì những lý do sau:
+ AT89C51 thuộc họ MCS-51, là chip vi điều khiển 8 bít đơn chíp CMOS có hiệu suất cao, công suất nguồn tiêu thụ thấp và có 4 Kb bộ nhớ ROM Flash xoá được lập trình được. Chíp này được sản xuất dựa theo công nghệ bộ nhớ không mất nội dung có độ tích hợp cao của Atmael
+ AT89C51 có các đặc trưng chuẩn sau: 4Kb Flash, 128 byte RAM, 32 đường xuất nhập, bộ định thời / đếm 16 bit, một cấu trúc ngắn hai mức ưu tiên và 5 nguyên nhân ngắt, một port nối tiếp song song công, mạch dao động và mạch dao động và mạch tạo xung trên chíp.
Vì những lý do trên mà việc lựa chọn vi điều khiển 89C51 là một giải pháp hoàn toàn phù hợp cho thiết kế.
2. Tổ chức ngoại vi:
+ Xử lý tín hiệu vào ta dùng thiết bị chuyển đổi tương tự/ số (ADC) có 8 kênh vào tương tự kết nối với 8 tín hiệu đo nhiệt độ từ 0 ¸ 10V tương ứng với nhiệt độ từ 0o ¸ 200oC.
+ Xử lý việc hiển thị kết quả nhiệt độ trung bình ta dùng 3 LED 7 thanh để hiển thị tương ứng với các nhiệt độ trong dải 0 ¸ 2000C.
+ Tín hiệu cho phép chạy được xử lý bằng cách dùng một nút ấn Reset hệ thống.
+ Tín hiệu báo động được xử lý bằng một còi báo động kết nối với một cổng bất kỳ phục vụ cho vào/ra.
+ Nếu có yêu cầu dùng các phím để định các mode hoạt động, cũng như đặt lại giá trị MAX và MIN thì bàn phím cũng phải được kết nối với các cổng giao tiếp vào/ra (ở đây yêu cầu dùng 8255).
Tất cả các thiết bị phải được kết nối với nhau thông qua các bus cần thiết gồm bus dữ liệu, bus địa chỉ và bus điều khiển.
PHẦN I: THIẾT KẾ MẠCH PHẦN CỨNG
CHƯƠNG I: ĐỊNH HƯỚNG THIẾT KẾ
1. Chọn bộ vi xử lý
2. Tổ chức ngoại vi
CHƯƠNG II: NỘI DUNG THIẾT KẾ
I. Tổ chức phần cứng hệ VXL89C51
1. Hệ vi xử lý AT89C51
1.1 Sơ đồ chân hệ vi xử lý AT89C51
1.2 Tổ chức bộ nhớ
1.2.1 Cấu trúc chung của bộ nhớ
1.2.2 Bộ nhớ chương trình
1.2.3 Bộ nhớ số liệu
2. Tổ chức bộ nhớ (Memory Map)
3. Khối hiển thị
4. Khối các thiết bị giao tiếp/ghép nối
II. Giới thiệu linh kiện và tổ chức phối ghép
1. Thiết kế bộ nhớ
2. Vi mạch ADC0809
a. Bảng chân lý và sơ đồ chân của vi mạch ADC0809
b. Cấu trúc bên trong của ADC 0809
3.Vi mạch giao tiếp song song PPI 8255
a. Sơ đồ chân và sơ đồ chức năng của 8255A
b. Cấu trúc bên trong và hoạt động của 8255A
c. Từ điều khiển
d. Ghép nối 8255A với VXL8051
e. Ghép nối 8255A với thiết bị ngoại vi
4. Thiết kế khối hiển thị
5. Khối vào dữ liệu
6. Các vi mạch phụ trợ khác
a. Mạch giải mã 74LS138
b. Vi mạch chốt 74LS373
III. Sơ đồ thiết kế chi tiết
PHẦN II: THIẾT KẾ PHẦN MỀM LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN
1. Lưu đồ của chương trình
1.1 Chương trình chính
1.2 Chương trình đọc dữ liệu 8 kênh từ ADC
1.3. Chương trình tính giá trị trung bình của 8 kênh đọc được từ ADC
1.4. Chương trình tách số trung bình cộng ra hàng chục, đơn vị
1.5. Chương trình con quét phím
LỜI KẾT
http://s1.luanvan.co/qYjQuXJz1boKCeiU9qAb3in9SJBEGxos/swf/2013/06/25/de_tai_thiet_ke_he_vi_xu_ly_8_bit.TSyOhT4OGg.swf luanvanco /luan-van/de-tai-ung-dung-tren-liketly-31199/Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ VI XỬ LÝ 8 BIT
YÊU CẦU
Phần cứng :
Bộ vi xử lý 8 bit (8085, 89C51 ¼.)
Bộ nhớ chương trình ROM : 8KB từ địa chỉ 0000H
Bộ nhớ dữ liệu RAM 8kB có địa chỉ tuỳ chọn.
Cổng vào tương tự 8 kênh nhận tín hiệu nhiệt độ từ 0 – 10V
tương ứng vói nhiệt độ từ 0 – 200 độ C.
5. Nhập dữ liệu vào từ bàn phím 16 phím
6. Khối hiển thị dữ liệu dùng màn hình tinh thể lỏng LCD.
Phần mềm :
Tín hiệu cho phép chạy và dừng chương trình.Tín hiệu dừng khẩn cấp.
Đọc tín hiệu từ 8 kênh đo lư trữ trong vùng nhớ RAM .
Sau mỗi lần đọc tính giá trị trung bình của nhiệt độ và gửi kết quả ra cổng hiển thị bằng LCD
Chương trinh dừng lại báo động bằng còi nếu xảy ra một số điều kiện sau:
- Giá trị trung bình giá trị min hay max tương ứng cho trước.Các giá trị max & min này được đặt ở trong 2 ô nhớ RAM.
- Có 4 kênh đo vượt quá hay nhỏ hơn giá trị giới hạn cho phép so với giá trị trung bình.
PHẦN I
THIẾT KẾ MẠCH PHẦN CỨNG
CHƯƠNG I
ĐỊNH HƯỚNG THIẾT KẾ
Thiết kế một hệ vi xử lý bao gồm cả việc thiết kế tổ chức phần cứng và viết phần mềm cho nền phần cứng mà ta thiết kế. Việc xem xét giữa tổ chức phần cứng và chương trình phần mềm cho một thiết kế là một vấn đề cần cân nhắc. Vì khi tổ chức phần cứng càng phức tạp, càng có nhiều chức năng hỗ trợ cho yêu cầu thiết kế thì phần mềm càng được giảm bớt và dễ dàng thực hiện nhưng lại đẩy cao giá thành chi phí cho phần cứng, cũng như chi phí bảo trì. Ngược lại với một phần cứng tối thiểu lại yêu cầu một chương trình phần mềm phức tạp hơn, hoàn thiện hơn; nhưng lại cho phép bảo trì hệ thống dễ dàng hơn cũng như việc phát triển chức năng của hệ thống từ đó có thể đưa ra giá cạnh tranh được.
Từ yêu cầu và nhận định trên ta có những định hướng sơ bộ cho thiết kế như sau:
1. Chọn bộ vi xử lý:
Từ yêu cầu dùng VXL 8 bit ta dự kiến dùng các chip vi điều khiển thuộc họ MCS-51 của Intel, mà cụ thể ở đây là dùng chip 89C51 vì những lý do sau:
+ AT89C51 thuộc họ MCS-51, là chip vi điều khiển 8 bít đơn chíp CMOS có hiệu suất cao, công suất nguồn tiêu thụ thấp và có 4 Kb bộ nhớ ROM Flash xoá được lập trình được. Chíp này được sản xuất dựa theo công nghệ bộ nhớ không mất nội dung có độ tích hợp cao của Atmael
+ AT89C51 có các đặc trưng chuẩn sau: 4Kb Flash, 128 byte RAM, 32 đường xuất nhập, bộ định thời / đếm 16 bit, một cấu trúc ngắn hai mức ưu tiên và 5 nguyên nhân ngắt, một port nối tiếp song song công, mạch dao động và mạch dao động và mạch tạo xung trên chíp.
Vì những lý do trên mà việc lựa chọn vi điều khiển 89C51 là một giải pháp hoàn toàn phù hợp cho thiết kế.
2. Tổ chức ngoại vi:
+ Xử lý tín hiệu vào ta dùng thiết bị chuyển đổi tương tự/ số (ADC) có 8 kênh vào tương tự kết nối với 8 tín hiệu đo nhiệt độ từ 0 ¸ 10V tương ứng với nhiệt độ từ 0o ¸ 200oC.
+ Xử lý việc hiển thị kết quả nhiệt độ trung bình ta dùng 3 LED 7 thanh để hiển thị tương ứng với các nhiệt độ trong dải 0 ¸ 2000C.
+ Tín hiệu cho phép chạy được xử lý bằng cách dùng một nút ấn Reset hệ thống.
+ Tín hiệu báo động được xử lý bằng một còi báo động kết nối với một cổng bất kỳ phục vụ cho vào/ra.
+ Nếu có yêu cầu dùng các phím để định các mode hoạt động, cũng như đặt lại giá trị MAX và MIN thì bàn phím cũng phải được kết nối với các cổng giao tiếp vào/ra (ở đây yêu cầu dùng 8255).
Tất cả các thiết bị phải được kết nối với nhau thông qua các bus cần thiết gồm bus dữ liệu, bus địa chỉ và bus điều khiển.
Sơ đồ khối cho thiết kế phần cứng của hệ thống như sau:
VXL
89C51
Khối vào tương tự 8 kênh
Khối hiển thị
Control Bus
Address Bus
Mạch giao tiếp
8255
Data Bus
ROM
RAM
CHƯƠNG II
NỘI DUNG THIẾT KẾ
I. tổ chức phần cứng hệ VXL89C51.
1. Hệ vi xử lý AT89C51:
1.1 Sơ đồ chân hệ vi xử lý AT89C51:
Port 0
Port 0 là port xuất nhập 8 bit hai chiều cực D hở.
Port 0 còn được cấu hình làm bus địa chỉ ( byte thấp ) và bus dữ liệu đa hợp trong khi truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài vcà bộ nhỡ chư[ng trình ngoài.
Port 0 cũng nhận các byte mã trong khi lập trình cho Flash và các byte mã trong khi kiểm tra chương trình.
Port 1
Port 1 là port xuất nhập 8 bít.
Port 1 cũng là byte địa chỉ thấp trong thừi gian lập trình cho Flash và kiểm tra chương trình.
Port 2
Port 2 là port xuất nhập 8 bit hai chiều.
Port 2 tạo ra byte cao của địa chỉ trong thời gian tìm nạp lệnh từ bộ nhớ chương trình ngoài và trong thời gian truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài sử dụng địa chỉ 16 bit
Port 2 cũng nhận các địa chỉ cao và tín hiệu điều khiển trong thời gian lập trình cho Flash và kiểm tra chương trình.
Port 3
Port 3 là port xuất nhập 8 bit hai chiều.
Port 3 cũng còn được dùng làm chức năng khác của AT89C51 các chức năng được liệt kê như sau:
Chân của port
Chức năng
P3.0
RxD ( ngõ vào của port nối tiếp )
P3.1
TxD ( ngõ ra của port nối tiếp )
P3.2
( ngõ và ngắt ngoài 0 )
P3.3
( ngõ vào ngắn ngoài 1 )
P3.4
TO ( ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 0 )
P3.5
T1 ( ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 1 )
P3.6
( điều khiển bộ nhớ dữ liệu ngoài )
P3.7
( điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài )
Port 3 cũng nhận một vài tín hiệu điều khiển cho việc lập trình Flash và điều khiển chương trình.
RST
Ngõ vào reset.
ALE/ xung của ngõ ra cho phép chốt địa chỉ ALE cho phép chốt byte thấp của địa chỉ trong thời gian truy xuất bộ nhớ ngoài. Chân này cũng được dùng làm ngõ vào xung lập trình ( ) trong thời gian lập trình Flash.
Chân cho phép bộ nhớ chương trình ngoài , điều khiển truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài.
Chân cho phép truy nhập bộ nhớ ngoài , phải được nối với GND để cho phép chíp vi điều khiển tìm nạp lệnh tờ các vị trí ô nhớ của bộ nhớ chương trình ngoài
Chân nối với VCC để thực hiện chương trình bên trong chíp.
còn nhận điện áp cho phép lập trình VPP trong thời gian lập trình cho Flash , điện áp này cấp cho bộ phận có yêu cầu điện áp 12V
XTAL1
Ngõ vào đến mạch khuyếch đại dảo của mạch dao động và ngõ đến mạch xung clock bên trong chíp.
XTAL2
Ngõ ra từ mạch khuyếch đại đảo của mạch dao động.
1.2 Tổ chức bộ nhớ:
1.2.1 Cấu trúc chung của bộ nhớ:
Tất cả các vi điều khiển thuộc họ MCS-51 đều phân chia bộ nhớ thành hai vùng địa chỉ cho bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình. Sự phân chia logic giữa bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình cho phép truy nhập bộ nhớ dữ liệu bằng 8 bit địa chỉ giúp cho việc lưu trữ và thao tác dữ liệu nhanh hơn.Tuy nhiên, chúng ta có thể sử dụng địa chỉ bộ nhớ dữ liệu 16 bit thông qua thanh ghi DPTR.
Bộ nhớ chương trình là loại bộ nhớ chỉ cho phép đọc, không cho phép ghi. Một số vi điều khiển được tích hợp sẵn bộ nhớ chương trình bên trong với dung lượng khoảng 4kbyte hay 8 kbyte, số còn lại phải sử dụng bộ chương trình mở rộng mà quá trình truy nhập được thực hiện thông qua sự điều khiển bằng tín hiệu PSEN (Progam Strobe Enable).
Tuy nhiên, vi điều khiển 8051 cho phép ta sử dụng đến 64kbyte bộ nhớ chương trình bằng cách sử dụng cả bộ nhớ chương trình bên trong và bên ngoài.
Bộ nhớ số liệu ch...
